STORIE DI NATURA
La ciclicità nelle attività degli animali
La capacità di “tenere il tempo” dipende da una serie di proteine
Nel passato anche le attività dell’uomo erano scandite con regolarità, vivendo la nostra specie in profonda sintonia con i ritmi circadiani (dal latino circa dies ossia “nell’intorno di un giorno”, termine coniato negli anni ‘50 da un biologo tedesco), ossia i cicli naturali di luce e buio che regolano l’alternarsi del giorno e della notte. La giostra tra luce e buio nel corso delle 24 ore era un avvicendarsi talmente naturale e scontato che nacquero anche modelli di riferimento religiosi e culturali che si fondavano su tale ciclicità. Ad esempio, nel pantheon egizio, il ciclo giorno-notte era simboleggiato dal viaggio del dio del sole, noto con il nome di Ra, che attraversava il cielo durante il giorno e discendeva nel mondo sotterraneo durante la notte per combattere le forze del caos. Questo viaggio era anche la rappresentazione dell’eterna lotta tra ordine e disordine, luce e oscurità... forse anche la dicotomia tra il bene e il male pone in questa alternanza le sue radici. Non solo l’uomo, ma la stragrande maggioranza degli organismi sulla Terra si è evoluta in un ambiente altamente ritmico, dominato da cambiamenti giornalieri prevedibili e correlati ai cicli di luce e oscurità. Ovviamente in natura i fenomeni ritmici coprono archi di tempo anche di diversa lunghezza. Si va da ritmi brevi, come quelli della respirazione o del battito cardiaco, a fenomeni che durano ore, come i cicli sonno/veglia o l’apertura dei fiori, fino ad eventi della durata di mesi o anni, come nel caso del letargo, o degli equilibri preda/predatore. Esistono poi altri ritmi nascosti all’osservazione diretta, come i ritmi dell’attività cerebrale, della secrezione ormonale e l’attività dei geni a livello delle singole cellule. Questa ritmicità è scandita da sistemi di temporizzazione giornalieri endogeni ossia interni agli organismi, evolutisi per consentire di “prevedere” il succedersi di questi eventi ciclici, in modo da concentrare le attività in ambiti temporali appropriati. Negli animali, questi sistemi di temporizzazione circadiana sono costituiti da reti di orologi biologici interni contenuti nella maggior parte delle cellule e dei tessuti in tutto il corpo. Nei mammiferi in particolare queste reti di temporizzazione sono disposte in una struttura gerarchica, con un pacemaker circadiano che ne controlla il funzionamento situato nel sistema nervoso centrale, in particolare in una zona del cervello chiamata ipotalamo. Alcuni esperimenti condotti negli anni ‘70, dimostrarono, infatti, che, se questa zona è danneggiata, si osserva una perdita della sincronia con i ritmi circadiani. Ma cosa regola di fatto questa ritmicità negli organismi animali? Come molti altri processi cellulari, anche la capacità di “tenere il tempo” dipende da una serie di proteine, che formano il cosiddetto “orologio molecolare”. L’interazione fra queste proteine porta a una alternanza tra attivazione e inattivazione di geni detti clock, descritti per la prima volta nel 1994. Nel caso specifico dei mammiferi, emerge come i modelli di attività temporale, che si sono evoluti nel corso di millenni, siano concentrati soprattutto nelle ore notturne. A livello globale circa il 70% di tutti i mammiferi risultano essere attivi di notte. Se modifichiamo lo stato di oscurità notturna con l’illuminazione artificiale (lampioni stradali, fari che pongono in risalto monumenti e palazzi, ecc.) questo “giorno artificiale” può influenzare l’attività degli animali. Gli animali diurni possono ad esempio estendere il loro periodo di attività anche di notte, interrompendo così i loro schemi di sonno. Al contrario, l’attività degli animali notturni può essere rallentata o soppressa. Ad esempio nel topo del Nilo (Arvicanthis niloticus), la luce artificiale notturna può indurre comportamenti depressivi e ridotte capacità cognitive o addirittura un aumento dei livelli di stress che portano a una diminuzione della capacità riproduttiva e della sopravvivenza. Lo sfasamento dei ritmi circadiani a causa dell’illuminazione notturna può alterare i cicli sonno/veglia di molte specie, influenzando la riproduzione, il metabolismo e l’attività in generale e divenendo quindi un serio problema di “inquinamento”. Di fatto emerge chiaramente come ci sia un orologio invisibile dentro ogni essere vivente: rispettarne il ritmo consente di vivere in armonia con il tempo, alterarlo può gettare nel caos.
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